قياس المسافات الشاسعة في الكون ودور التضخم الكوني

الكون

نسمع كثيراً بالسنة الضوئية والتي تمثل وحدة مسافة تتمثل بالمسافة المقطوعة من قبل جسم يسير بسرعة الضوء لمدة سنة كاملة. لكن ألم تتساءل من قبل كيف تم يتم إحتساب هذه السنة الضوئية والمسافات الشاسعة في الكون بصورة عامة؟ ومن جهة أخرى وبينما نسمع بالتضخم الكوني، ألا نتسائل أين يقع دور التضخم الكوني في إحتساب تلك المسافات الشاسعة، ألا يشبه الموضوع أحياناً أنك تركض في ساحة معينة لتبلغ نقطةً ما في الساحة، ولكن في الوقت نفسه فإن الساحة تتوسع لتبتعد عنك تلك النقطة؟

عام 1989 لاحظ العلماء انفجار نوع جديد من انواع السوبر نوفا وكان هناك ملاحظة لإشكالية غريبة؟ ولكن قبل ان نتكلم عنها يجب ان نعرف شىء بسيط عن كيفية قياس المسافات الشاسعة فى الكون حيث هناك طريقتان مختلفتان للقياس. الطريقة الأولى تسمى في علم الكونيات بـ (standard candle) أي الشمعة القياسية، ويمكن من خلالها  قياس المسافات الكونية العملاقة وهذه الطريقة تقوم ببساطة على فكرة ان درجة السطوع الناتجة من الانفجارات التي تكون تقريبا ثابتة لأنواع محددة من الإنفجارات ومن خلال قياس درجة السطوع من الأرض يمكن قياس المسافات بين الأرض والمكان الذي حدث به الانفجار الكوني.

هناك ايضا طريقة اخرى لقياس المسافات الكونية الشاسعة باستخدام الطريقة المعروفة بطريقة الإزاحة الحمراء (Red shift method)  وهي طريقة تعتمد على أن طيف الضوء المنبعث يحدث له انحياز لناحية الضوء الاحمر ومن خلال مدى هذا الانحياز فى طيف الضوء يمكن تحديد المسافة وطبعا يتم هذا بطريقة مبسطة بعيدا عن المعادلات المعقدة فى علم الكونيات.

نعود مرة أخرى للسوبرنوفا عام 1989 عندما قام العلماء بقياس المسافة بالطريقة الاولى كانت النتيجة ان المسافة بين الارض والانفجار سبعة بليون سنة ضوئية وعندما تم القياس لنفس الانفجار كانت المسافة اثنتا عشرة بليون سنة ضوئية لنفس السوبر نوفا؟ الإشكالية هنا كانت بالفرق الكبير بين المسافات المقاسة عبر الطريقتين حيث ان الفرق كان خمسة بليون سنة ضوئية. فمن أين جاءت الخمسة بلايين سنة الاضافية؟

من هنا بدأ افتراض وجود طاقة خفية هى المتسببة فى حدوث التوسع بمقدار خمسة بليون سنة ضوئية وهى الفرق بين الطريقتين وسميت بالطاقة المظلمة (Dark energy)  حيث انها مسئولة عن التضخم الكوني. ليس ذلك فقط ولكن ايضا يتسارع هذا التوسع بشكل متزايد بحيث ان تلك الطاقة تعكس تأثير قوة الجاذبية، وهي موجودةٌ في كل مكان ولكن تأثيرها الكبير يظهر بشكل أوضح بين المجموعات والعناقيد المجرية (هي تجمعات للمجرات تتكون من نحو 50 مجرة، منها المجموعة المحلية التي تتبعها مجرتنا) وكان ذلك بداية لفتح مجال بحثي عملاق فى علم الكونيات وايضا الفيزياء النظرية لدراسة خصائص تلك الطاقة وتأثيرها على الكون ومن الخصائص المهمة التى سنتناولها هنا هى كثافة تلك الطاقة حيث يعتقد ان لها كثافة ثابتة وانعكاساتها على السيناريوهات المحتملة لنهاية الكون والتي سنسردها هنا. ونتيجة لما ذكرناه فهذا يعنى بشكل مؤسف انه من المستحيل على البشر رؤية معظم انحاء الكون خارج مجموعة المجرات المحلية ابدا ما لم نستطع ابتكار وسيلة للتحرك أسرع من الضوء نفسه لأنك مهما حاولت التحرك فى الكون حتى إن تحركت بسرعة الضوء نفسه لن يكون ذلك كافيا لان الكون يظل يتحرك مبتعداً عنك بشكل متسارع. حسنا الان لاحظ العلماء وجود ثلاثة قيم محتلمة لكثافة المادة المظلمة وهي أقل أو أكبر أو تساوي لـ -1.

المصادر

 

Brownlee, Donald E. (2010). “Planetary habitability on astronomical time scales. Cambridge University

Schröder, K.-P.; Connon Smith, Robert (1 May 2008). “Distant future of the Sun and Earth revisited”

Wollack, Edward J. (10 December 2010). “Cosmology: The Study of the Universe”. Universe 101: Big Bang Theory

https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html

https://wmap.gsfc.nasa.gov/news/

https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy/

https://arabicedition.nature.com/journal/2014/06/509276a

https://www.youtube.com/watch?v=0x2hiVynKXg&t=573s

 

عدد القراءات (360)

التعليقات

التعليقات

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*